Un pipeline se caractérise tout d'abord par sa ligne qui est constituée de tubes d'acier pouvant résister à une pression de 100 bars environ. Son diamètre courant est compris entre 6 et 42 pouces (soit 15 cm à 1 mètre). Son épaisseur varie de 4 à 13 mm. La profondeur d'enfouissement dans le sol varie de 0,6 à 1 mètre selon son ancienneté et ses lieux de passages.

Les caractéristiques des tubes (diamètre, épaisseur, type d'acier) sont définies par calcul en fonction de plusieurs paramètres tels que : le débit souhaité, le profil du terrain, les zones environnementales traversées, la réglementation en vigueur, etc.…

Les tubes sont protégés extérieurement par un revêtement isolant (brai, bandes, polymère, etc...) leur évitant toute agression venant du milieu environnant ; cette protection est complétée par l'imposition d'un potentiel électrique (procédé dit de « protection cathodique ») empêchant les courants vagabonds de provoquer une corrosion extérieure à la conduite.

Des stations de pompage permettent de faire avancer le ou les liquides contenus dans la ligne. Elles sont composées de pompes entraînées par des moteurs électriques ou thermiques (plus rarement), d'une puissance allant de 200 à 1500 KW. Dans ces conditions, les débits réalisables peuvent fluctuer de quelques centaines de m 3 /h à 2500 m 3 /h, ce qui représente des volumes considérables comparés aux autres moyens de transport. La vitesse de déplacement de la veine fluide, quant à elle, reste faible : 1 à 3 m/s (soit 3,6 à 10 Km/h).

On distingue les stations de pompage expéditrices (dites aussi « de tête ») prenant en charge les produits confiés au pipelineur , des stations intermédiaires (dites « relais ») situées le long de la ligne et capables d'assurer le débit de pompage souhaité.

Des terminaux, situés en entrée et en sortie de chaque pipeline, permettent de prendre en compte les volumes des produits pris en charge ainsi que leurs caractéristiques physico-chimiques.

Toutes les installations du pipeline sont téléconduites à partir d'un dispatching capable de détecter des anomalies pouvant survenir et de réagir en conséquence.